利用机械谐振器对单个金刚石氮空位中心自旋进行连续动力学解耦

来自不受控环境噪声的非均匀退相干会限制量子传感器或量子比特的相干性。对于固态自旋量子比特，如金刚石中的氮空位（NV）中心，环境噪声的一个主要来源是由于附近顺磁杂质和偏置磁场不稳定性引起的磁场涨落。在这项工作中，我们利用金刚石机械谐振器产生的交流应力来构建一个修饰自旋基（dressed spin basis），使得单个NV中心量子比特对其磁环境较不敏感。对于处于该受保护基的热隔离子空间中的量子比特，我们通过施加 $\Omega=581\pm2$ kHz 的机械拉比场进行修饰，将退相时间 $T_2^*$ 从 $2.7\pm0.1$ $\mu$s 延长至 $15\pm1$ $\mu$s。此外，我们建立了一个模型，定量预测修饰基中 $\Omega$ 与 $T_2^*$ 的关系。我们的模型表明，在本文所涉及的 $\Omega$ 范围内，磁场涨落和与附近核自旋的超精细耦合共同限制了受保护的相干时间。我们展示，对于更大的驱动场，$\Omega$ 中的幅度噪声将主导退相干。